Коробка передач с распределением мощности



Коробка передач с распределением мощности
Коробка передач с распределением мощности
Коробка передач с распределением мощности
Коробка передач с распределением мощности
Коробка передач с распределением мощности
Коробка передач с распределением мощности
Коробка передач с распределением мощности
Коробка передач с распределением мощности

 


Владельцы патента RU 2574662:

ЛИБХЕРР-КОМПОНЕНТС БИБЕРАХ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к коробке передач с распределением мощности, в частности к механизму для перемещения. Коробка передач содержит по меньшей мере один первичный вал (3) и по меньшей мере один вторичный вал (4), между которыми предусмотрены первая механическая ветвь (5) и вторая гидравлическая или электрическая вторая ветвь (6), по меньшей мере частично соединяемые между собой планетарным механизмом (7), причем вторая ветвь содержит несколько преобразователей (12, 13, 14) энергии. По меньшей мере один первичный вал (3) соединен с первым преобразователем (12) энергии и с первым соединительным элементом (8) планетарного механизма (7), в то время как по меньшей мере один вторичный вал (4) соединяется со вторым соединительным элементом (9) планетарного механизма (7), а второй (13) и третий (14) преобразователи энергии соединяются по меньшей мере с одним или с несколькими соединительными элементами (10, 11) планетарного механизма (7) и/или по меньшей мере с одним вторичным валом (4). Технический результат: создание усовершенствованной коробки передач с распределением мощности, которая обеспечивает быструю, непрерывную и износостойкую реверсируемость без ущерба для коэффициента полезного действия и без урезания диапазона регулирования передаточного отношения, и также бесперебойную (непрерывную) передачу силы тяги даже при переключении между разными диапазонами хода, так чтобы, например, во время переключения углы поворота у гидростатов не приходилось регулировать. 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Настоящее изобретение относится к коробке передач с распределением мощности, в частности, для механизма для перемещения, по меньшей мере с одним первичным (ведущим) и одним вторичным (ведомый) валами, между которыми предусмотрены первая механическая и вторая гидравлическая или электрическая ветви, по меньшей мере частично соединяемые между собой планетарным механизмом, причем вторая ветвь содержит несколько преобразователей энергии.

В передвижных рабочих машинах с высокими требованиями к силе тяги при трогании с места и при частом изменении направления движения, как это, в частности, имеет место в случае колесных погрузчиков и погрузчиков на гусеничном ходу, а также бульдозеров или аналогичных перегрузочных средств для материалов, во избежание недостатков, типичных для устройств с механическим приводом и с преобразователями, как, например, в частности, серьезных эксплуатационных недостатков при трогании с места под нагрузкой и при переключении передач без разрывов тяговой силы, часто используются чисто гидростатические механизмы для перемещения. Гидростатические приводы допускают плавное изменение движения, возможное, например, для транспортных средств с ограниченными скоростями движения, как то: колесные погрузчики и погрузчики на гусеничном ходу или бульдозеры, во всем диапазоне скоростей. Правда, такие чисто гидростатические приводы по сравнению с механическими приводами при высоких скоростях движения обнаруживают заметно больший расход, поскольку блоки при больших оборотах вызывают большие потери.

Для объединения преимуществ обеих систем передачи или привода уже предлагались так называемые коробки передач с распределением мощности, предусматривающие передачу усилия с первичного вала со стороны входа на вторичный вал со стороны выхода по выбору с помощью первой механической и второй гидростатической ветвей, причем в зависимости от исполнения передачи передача мощности посредством переключательных элементов может варьироваться с чисто механической на чисто гидростатическую и наоборот, т.е. варьироваться могут составляющие гидростатической и механической передачи мощности. При этом до сих пор используется планетарная передача, с помощью которой обе ветви мощности могут суммироваться друг с другом, для чего механическая ветвь с помощью планетарной передачи полностью и по меньшей мере один гидростат гидростатической ветви подсоединены к планетарной передаче.

Однако проблемой у таких коробок с распределением мощности является направление вращения приводного двигателя, часто являющегося дизельным. В то время как у чисто гидростатических приводов только насос проходит через положение в нуль градусов и в результате объемный расход реверсируется на входе при одинаковом направлении вращения, в механической ветви это становится сложной задачей, поскольку частота вращения приводного двигателя в механической ветви или фазе не реверсируется просто так, по меньшей мере без разрывов тяговой силы, т.е. с гармоничным прохождением силы тяги через нуль.

Для достижения реверса в таких коробках передач с распределением мощности и для так называемого ухода от указанной проблематики разрыва тяговой силы в механической фазе уже предлагалось перекрывать «ложное» направление вращения механической ветви большей частотой вращения в «правильном» направлении вращения гидростатического контура. Правда, при этом в коробке передач передаются паразитные мощности, что повышает расход и обусловливает наличие мощных гидрораспределителей. В тракторах, например, этот подход реализуется вполне успешно, что, правда, главным образом, связано с тем краевым условием, что трактора преимущественно эксплуатируются с движением вперед и в этом отношении составляющие цикла движения при движении задним ходом, при котором указанное направление вращения должно компенсироваться и появляются паразитные мощности, относительно малы. У передвижных рабочих машин, как, например, у колесных погрузчиков или погрузчиков на гусеничном ходу, имеющих большие составляющие движения задним ходом или некоторым образом сбалансированное соотношение движений вперед и назад, баланс таких систем передачи формируется явно хуже, поскольку здесь в течение явно значительной части цикла движения, во время которой осуществляется движение задним ходом, появляется указанная паразитная мощность.

Поэтому в порядке альтернативы уже было также предложено предусматривать между приводным двигателем или приводным валом и планетарной передачей коробки передач с распределением мощности реверсивную передачу с тем, чтобы для ввода в механическую ветвь коробки передач с распределением мощности иметь возможность реверсирования постоянно задаваемого направления вращения приводного двигателя. Такие коробки передач с распределением мощности с реверсивной передачей, включенной впереди механической ветви, показаны, например, в DE 10 2008 001 613 A1 и DE 10 2008 049 449. При этом гидростаты гидравлической ветви для суммирования гидростатической мощности с механической приданы планетарной передаче или установленной за ним ступенчатой коробке передач. Однако недостатком этих ранее известных решений, в частности, при использовании в передвижных рабочих машинах с большими составляющими движения задним ходом, как то: колесные погрузчики, является то, что частота вращения насоса, обусловленная системой, при скоростях, проходящих через нуль, достигает максимального значения, а при реверсировании посредством узла реверсивного переключения изменяет также направление своего вращения, вследствие чего изменение частоты вращения насоса по величине становится равным примерно удвоенной максимальной частоте вращения. Если процесс реверсирования с самой по себе необходимой скоростью происходит, например, в течение нескольких секунд, то в результате возникает предельно высокое ускорение насоса, который тем самым нагружается до своего предела или даже сверх него, так что дело доходит до преждевременного износа или даже до полного выхода из строя. С другой стороны, если это учитывается и процесс реверсирования происходит медленнее, то водитель воспринимает такое медленное реверсирование с ощутимым «временем ожидания» при нулевой скорости как недостаток, в частности, если водитель до этого времени гидростатически эксплуатируемых машин привык к непрерывному реверсированию с помощью нулевой скорости без какого бы то ни было простоя.

Для смягчения этой проблематики реверсирования, предусматривая все же возможность распределения мощности, публикация ЕР 2 280 192 А1 предлагает коробку передач с распределением мощности, в которой гидронасос впереди включаемой реверсивной передачи и тем самым без ущерба от гидронасоса привязан к приводному валу или приводному двигателю, так что насос гидростатической ветви постоянно вращается в одном и том же направлении и к планетарной передаче подсоединен только гидростатический двигатель. При этом в результате отключения механической ветви на передаче с низкой скоростью мощность может передаваться только гидростатически, так что здесь обычное реверсирование может реализовываться плавно и все же быстро за счет соответствующего прохождения насоса через нуль. Однако при этом отрицательное действие оказывают необходимая дополнительная цепь цилиндрического колеса для передачи мощности с гидростатического двигателя на выходной конец вала отбора мощности, включенная параллельно планетарной передаче, а также регулирование второй передачи с распределением мощности. Чтобы перекрывать достаточно большой диапазон частот вращения со стороны отбора мощности с планетарным механизмом на второй передаче, предусмотрены несколько передач с соответствующими сцеплениями с тем, чтобы путем включения сцеплений устанавливать различные скорости вращения. Если движение осуществляется с распределением мощности, то путем регулировки гидрораспределителей достигается только точное изменение передаточных отношений на отдельных передачах коробки передач. В результате коробка передач становится относительно сложной и дорогостоящей, требующей из-за предусматриваемых сцеплений и передач тщательного обслуживания и подверженной износу. Кроме того, из-за необходимых сцеплений возникают потери на холостом ходу, снижающие коэффициент полезного действия коробки передач с распределением мощности. Кроме того, при переключении с чисто гидростатического режима на режим с распределением мощности происходит прекращение передачи силы тяги или по меньшей мере ее задержка. В конце чисто гидростатической передачи насос обычно достигает максимального, а двигатель минимального или по меньшей мере сокращенного угла поворота, чтобы тем самым чисто гидростатически реализовать максимально возможную частоту вращения вторичного вала. При этом гидродвигатель соединен с коронной шестерней планетарной передачи, которая в этом случае в принудительном порядке также вращается с относительно большой скоростью вращения вхолостую без передачи момента. В начале передачи с распределением мощности частота вращения повышается за счет того, что к постоянной составляющей частоты вращения механической ветви, задаваемой дизельным двигателем, теперь посредством коронной шестерни добавляется возрастающая с нуля частота вращения гидравлической ветви. Для этого коронная шестерня и тем самым гидродвигатель после переключения имеют нулевую или по меньшей мере незначительную частоту вращения, что ведет к тому, что в этот момент насос имеет небольшой или нулевой угол поворота, а двигатель - большой или максимальный угол поворота. Следствием этого является то, что во время процесса переключения насос за короткое время должен повернуться обратно вместе с двигателем. В это время наступает состояние вышеупомянутого прекращения передачи мощности.

В основу настоящего изобретения положена задача создания усовершенствованной коробки передач с распределением мощности вышеупомянутого типа, лишенной недостатков уровня техники и предпочтительным образом улучшающей ее. В частности, при простом устройстве коробки передач должна быть достигнута быстрая, непрерывная и износостойкая реверсируемость без ущерба для коэффициента полезного действия и без урезания диапазона регулирования передаточного отношения. Кроме того, должна быть достигнута бесперебойная (непрерывная) передача силы тяги даже при переключении между разными диапазонами хода, так чтобы, например, во время переключения углы поворота у гидростатов не приходилось регулировать.

Согласно изобретению эта задача решается коробкой передач с распределением мощности по п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Предлагается предусматривать три или более вращаемых преобразователей энергии, гидравлически или электрически соединенных друг с другом, и при этом устанавливать по меньшей мере один преобразователь энергии с возможностью соединения по меньшей мере с одним первичным валом и по меньшей мере два преобразователя энергии с возможностью соединения с планетарным механизмом и/или со вторичным валом и при этом не все преобразователи энергии, соответственно, жестко предусматривать в качестве двигателей или генераторов тока или давления, а по меньшей мере один из преобразователей энергии в зависимости от диапазона хода выборочно использовать в качестве двигателя или насоса/генератора. Согласно изобретению по меньшей мере один первичный вал соединяется с первым преобразователем энергии и первым соединительным элементом планетарного механизма, в то время как по меньшей мере один вторичный вал соединяется со вторым соединительным элементом планетарного механизма, а второй и третий преобразователи энергии соединяются по меньшей мере с одним или с несколькими другими соединительными элементами планетарного механизма и/или по меньшей мере с одним вторичным валом. Благодаря использованию по меньшей мере трех преобразователей энергии и их различной привязке, с одной стороны, к первичному валу, а, с другой стороны, к соединенному с ним планетарному механизму по мере потребности можно работать с распределением мощности или же через гидравлическую/электрическую ветвь или механическую ветвь, причем преобразователи энергии могут эксплуатироваться в различных комбинациях друг с другом, вследствие чего создается большая вариабельность передач. Благодаря по меньшей мере двум преобразователям энергии, подсоединенным к планетарному механизму и/или ко вторичному валу непосредственно или опосредованно, или, например, с помощью соединительного или коммутационного узла, в частности, при движении с распределением мощности, можно добиваться большого разброса даже без включенных до или после узлов ступенчатой коробки передач при одновременной плавной регулируемости передаточного отношения. С другой стороны, благодаря по меньшей мере одному преобразователю энергии, непосредственно или опосредованно соединяемому или соединенному с первичным валом или с предвключенным приводным двигателем, может реализовываться также чисто гидравлическая или электрическая передача, которая может осуществлять простое реверсирование механизма для перемещения с кратким, непрерывным и в то же время плавным прохождением через нуль. Одновременно указанный первый преобразователь энергии, соединенный с первичным валом, благодаря вариабельной работоспособности в качестве как двигателя, так и насоса/генератора, может увеличивать вариабельность передач.

При этом в одном из усовершенствованных вариантов изобретения предпочтительным образом предусмотрено управляющее устройство для управления преобразователями энергии, выполненное таким образом, чтобы в зависимости от желательной частоты вращения и/или желательного вращающего момента вторичного вала в качестве генератора давления или тока каждый раз срабатывал другой преобразователь энергии. При этом, в частности, может быть предусмотрено, чтобы первый преобразователь энергии и по меньшей мере один из обоих других преобразователей энергии в зависимости от желательной частоты вращения ведомого вала попеременно работал в качестве двигателя или генератора давления или тока. Благодаря управляемой переключаемости преобразователей энергии между генераторным и двигательным режимами вариабельность передач может целенаправленно увеличиваться еще больше. В случае гидростатов указанное управляющее устройство может изменять угол поворота. В случае электрических машин, например в случае электрических машин переменного тока, с помощью преобразователя частот может регулироваться частота, а в случае электрических машин постоянного тока с помощью регулятора напряжения - напряжение.

Привязка указанных второго и третьего преобразователей энергии в принципе может производиться в различных местах планетарного механизма вплоть до вторичного вала или соединенных с ним узлов. Однако предпочтительным образом второй и третий преобразователи энергии, оба, подсоединены к планетарному механизму, чтобы каждый из преобразователей энергии можно было использовать для варьирования частоты вращения по сравнению с механической ветвью в режиме с распределением мощности. Преобразователь энергии, непосредственно подсоединенный ко вторичному валу, мог бы использоваться только для варьирования вращающего момента, в то время как только остающийся преобразователь энергии, подсоединенный к планетарной передаче, мог бы использоваться для варьирования частоты вращения. Планетарный механизм предпочтительным образом содержит, соответственно, по меньшей мере четыре соединения или соединительных элемента, причем к указанным первому и второму соединительным элементам подсоединены первичный и вторичный валы, в то время как к третьему и четвертому соединительным элементам подсоединены второй и третий преобразователи энергии соответственно.

При этом привязка соответствующих конструктивных элементов к указанным соединительным элементам в принципе может быть предусмотрена непосредственной, например, таким образом, чтобы каждый элемент был соединен непосредственно и жестко, например с помощью вала, с соответствующим соединительным элементом. Однако альтернативно по меньшей мере один или все указанные элементы коробки передач, т.е. первичный и вторичный валы, а также преобразователи энергии, также могут быть опосредованно привязаны к соответствующему соединительному элементу, например, с промежуточным включением дополнительного элемента или ступени коробки передач, например, в виде пары цилиндрических колес, и/или с промежуточным включением сцепления, так чтобы соответствующий конструктивный элемент отсоединялся от соответствующего соединительного элемента или подсоединялся к нему. Следовательно, каждый из преобразователей энергии может быть непосредственно или опосредованно соединен или соединяться с соответствующим элементом коробки передач или с соединительным элементом. Это относится также к другим элементам коробки передач, непосредственно или опосредованно соединенным или соединяемым по меньшей мере с одним другим соответствующим элементом коробки передач.

В одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения преобразователи энергии могут быть подсоединены к первичному валу или к планетарному механизму без промежуточного включения сцеплений, так что преобразователи энергии всегда вращаются вместе с первичным валом или с соответствующим элементом планетарного механизма или останавливаются при его остановке. Благодаря такому соединению преобразователей энергии без сцеплений мощностей потерь в области таких сцеплений можно избежать. Предпочтительным образом коробка передач может быть выполнена также свободной от механизмов переключения для изменения скорости. В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения коробка передач с распределением мощности может осуществлять изменения частоты вращения только путем регулировки преобразователей энергии, а при необходимости путем подключения и отключения механической ветви вплоть до блокировки отдельных элементов планетарного механизма.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один из соединительных элементов, к которым непосредственно или опосредованно подсоединяются второй и/или третий преобразователи энергии, стопорится тормозом, причем тормоз может быть непосредственно придан соединительному элементу или элементу, соединенному с ним без возможности проворота. Посредством такого тормоза передача мощности может эффективным образом осуществляться с помощью планетарного механизма даже при отключенном преобразователе энергии или при преобразователе энергии, установленном на нуль. Однако в порядке альтернативы для установки соответствующей передачи было бы также возможно вывести из эксплуатации соответствующий соединительный элемент и соединенный с ним элемент планетарного механизма с помощью соединяемого с ним преобразователя энергии, например, благодаря тому, что преобразователь энергии при остановке создает достаточный вращающий момент, противодействующий усилиям или вращающим моментам, действующим на соединительный элемент. Это могло бы быть осуществлено с помощью соответствующего управления приданным преобразователем энергии. В порядке альтернативы или дополнения может быть также предусмотрен механизм свободного хода, разрешающий движение соответствующего элемента только в одном направлении, в то время как движение в противоположном направлении блокируется. Однако предпочтительным является использование тормоза, поскольку в результате сокращаются мощности потерь во второй ветви, а также может быть использован менее мощный преобразователь энергии.

В частности, тормоз может быть придан вышеупомянутому четвертому соединительному элементу, с которым вышеупомянутый третий преобразователь энергии соединен или соединяется непосредственно или опосредованно. В порядке альтернативы или дополнения тормоз может быть придан также третьему соединительному элементу планетарного механизма, непосредственно или опосредованно соединенному или соединяемому со втором преобразователем энергии.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения может быть предусмотрен также четвертый преобразователь энергии, а при необходимости пятый и другие преобразователи энергии. Этот четвертый преобразователь энергии предпочтительным образом может соединяться по меньшей мере с одним первичным валом, чтобы, например, в смысле повышающей функции предусматривать подключение дополнительной мощности, как это успешно делается в случае устройства, улучшающего сцепление колеса с дорогой, или при создании пиковых мощностей. Такой четвертый преобразователь энергии в зависимости от исполнения источников энергии, имеющихся в распоряжении, может быть также выполнен иначе, чем остальные преобразователи энергии. Если предусмотрен, например, комбинированный привод, то упомянутый четвертый преобразователь энергии может быть выполнен в виде электродвигателя/генератора, даже если прочие преобразователи энергии являются гидростатами. При этом может быть предусмотрен электрический/гидравлический энергоаккумулятор, с которым может соединяться упомянутый четвертый преобразователь энергии.

Вышеупомянутое управляющее устройство в принципе может быть выполнено по-разному, т.е. может управлять коробкой передач различными способами. С одной стороны, по меньшей мере один из преобразователей энергии, предпочтительно по меньшей мере два, и, в частности, все преобразователи энергии выполнены регулируемыми, причем управляющее устройство может регулировать соответствующий преобразователь энергии в отдельности или группообразно с отдельными или вместе со всеми другими регулируемыми преобразователями энергии. Если вторая ветвь выполнена гидравлической и если в качестве преобразователей энергии предусмотрены, соответственно, гидростаты, по меньшей мере один гидростат или соответствующие гидростаты могут быть регулирующими блоками, регулируемыми в отношении рабочих объемов, предпочтительным образом плавно устанавливаемых между нулем и максимальным рабочим объемом или между максимальным отрицательным и максимальным положительным объемами. В частности, с помощью управляющего устройства может устанавливаться поворотный угол соответствующего гидростата. В частности, вышеописанные функции реализуются простым способом, если по меньшей мере два или, в частности, все три гидростата включены или включаются гидравлически параллельно. Если вторая ветвь, наоборот, выполнена электрической и если в качестве преобразователей энергии предусмотрены, соответственно, электрические машины, по меньшей мере одна, предпочтительно по меньшей мере две, и, в частности, каждая из электрических машин могут быть выполнены в виде трехфазных машин и могут быть соединены или тем самым соединяться инверторами с обратной связью с общим промежуточным контуром постоянного напряжения с соответствующими переключательными элементами, так чтобы частота вращения соответствующей электрической машины в двигательном режиме с помощью указанных инверторов предпочтительно плавно регулировалась между нулем и максимальной положительной или отрицательной частотами вращения.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения коробка передач может иметь также по меньшей мере один переключательный элемент, переключаемый управляющим устройством для изменения коммутационного состояния коробки передач. Переключательными элементами такого рода могут быть, в частности, сцепления и/или тормоза, а в принципе и другие переключательные элементы, как то: подключаемые ступени коробки передач, которые под действием упомянутого управляющего устройства могут изменять свое коммутационное состояние.

В частности, в одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения первая механическая ветвь коробки передач может отключаться от первичного вала с помощью по меньшей мере одного сцепления, так чтобы на первом диапазоне хода первичный вал приводился во вращение исключительно от второй гидравлической или электрической ветви. Предпочтительным образом указанное сцепление может управляться управляющим устройством для установления соответствующей ходовой ступени, скоординированным с управлением регулируемыми преобразователями энергии. Если первая механическая ветвь отключается от первичного вала указанным способом, то управляющее устройство, в частности, может предусматривать, чтобы в первом указанном диапазоне хода в двигательном режиме первый преобразователь энергии, подсоединенный к первичному валу, эксплуатировался в качестве насоса или генератора, а по меньшей мере один второй или третий преобразователь энергии - в качестве двигателя.

Указанное сцепление для отключения или подключения первой механической ветви в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения может образовываться реверсивным распределительным узлом, с помощью которого направление вращения первого соединительного элемента планетарного механизма является реверсивным относительно первичного вала. При этом указанный реверсивный распределительный узел предусмотрен между первичным валом и планетарным механизмом. Однако отключение первой ветви не должно осуществляться указанным реверсивным распределительным узлом в принудительном порядке. Более того, сцепление могло бы быть предусмотрено также отдельным или дополнительным относительно указанного реверсивного распределительного узла в зависимости от того, каким выполнен этот реверсивный распределительный узел для осуществления отключения или подключения первой ветви независимо от приведения в действие реверсивного распределительного узла. Однако предпочтительным образом сцепление для отключения и подключения первой ветви интегрировано в указанный реверсивный распределительный узел, который предпочтительным образом может содержать два тягово-сцепных блока или один сдвоенный тягово-сцепной блок, чтобы по выбору подключать переднюю передачу или передачу заднего хода.

Если коробка передач эксплуатируется с распределением мощности, т.е. с подключенной первой ветвью, то в таком втором диапазоне хода, в котором вторичный вал приводится во вращение как от первой, так и от второй ветвей, управляющее устройство предпочтительным образом регулирует преобразователи энергии с таким расчетом, чтобы в двигательном режиме первый преобразователь энергии, соединенный с первичным валом, и второй преобразователь энергии, привязанный к планетарному механизму, по выбору, соответственно, эксплуатировались в качестве как двигателя, так и генератора давления или тока, в частности, таким образом, чтобы при эксплуатации первого преобразователя энергии в качестве двигателя второй преобразователь энергии эксплуатировался в качестве насоса или генератора и, наоборот, при эксплуатации первого преобразователя энергии в качестве насоса или генератора второй преобразователь энергии эксплуатировался в качестве двигателя. В результате такого реверсирования режимов первого и второго преобразователей энергии может значительно увеличиться достижимое изменение частоты вращения.

В частности, в указанном втором диапазоне хода, в котором мощность по обеим ветвям передается с распределением, благодаря умелым включению и регулировке преобразователей энергии устанавливаются и используются различные поддиапазоны, переходящие друг в друга. В зависимости от необходимого вращающего момента или необходимой частоты вращения составляющие мощности в результате распределения согласуются таким образом, чтобы передавались либо очень большие вращающие моменты при одновременно малой частоте вращения, либо очень малые вращающие моменты при больших частотах вращения. В результате колесный погрузчик или погрузчик на гусеничном ходу могут плавно переходить с очень малых на очень большие частоты вращения.

При этом в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения в первом поддиапазоне указанного второго диапазона хода в двигательном режиме второй преобразователь энергии эксплуатируется в качестве насоса/генератора, в то время как третий преобразователь энергии эксплуатируется в качестве двигателя, а первый преобразователь энергии также эксплуатируется в качестве двигателя. В порядке альтернативы или дополнения во втором поддиапазоне указанного второго диапазона хода в двигательном режиме второй преобразователь энергии эксплуатируется в качестве насоса/генератора, третий преобразователь энергии эксплуатируется в качестве двигателя, в то время как первый преобразователь энергии вращается с ними вхолостую без передачи вращающего момента. С помощью указанных поддиапазонов и соответствующих регулировок преобразователей энергии в рамках второго диапазона хода с распределением мощности могут быть реализованы различные диапазоны частоты вращения и/или вращающего момента, причем, в частности, со вторым указанным поддиапазоном может быть достигнута большая частота вращения, нежели чем с первым указанным поддиапазоном, а с третьим указанным поддиапазоном, в свою очередь, большая частота вращения, нежели чем с указанным вторым поддиапазоном. При этом с первым указанным поддиапазоном достигается, в частности, частота вращения, которая предпочтительно примыкает к первому диапазону хода плавно или с перекрытием, в котором передача эксплуатируется исключительно гидравлически, соответственно, электрически, т.е. посредством второй ветви. При этом в целом достигается очень большой диапазон изменения частоты вращения.

Предпочтительным образом в каждом из указанных диапазонов хода, соответственно, в каждом поддиапазоне по меньшей мере один преобразователь энергии, а предпочтительным образом и несколько преобразователей энергии для достижения плавного варьирования достигаемого вращающего момента и/или достигаемой частоты вращения могут регулироваться одновременно. В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения, например, в первом указанном поддиапазоне второго диапазона хода первый гидростат может устанавливаться (регулироваться) между полным углом поворота и нулевым положением. В порядке альтернативы или дополнения во втором поддиапазоне диапазона хода с распределением мощности второй и/или третий гидростаты могут устанавливаться последовательно или одновременно между максимальным и сокращенным углами поворота. В порядке альтернативы или дополнения в третьем указанном поддиапазоне движения с распределением мощности может производиться установка угла поворота первого и/или второго гидростатов.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения по меньшей мере два из преобразователей энергии гидравлически или электрически включены параллельно, причем в предпочтительном усовершенствованном варианте изобретения параллельно друг другу могут быть включены, в частности, все три преобразователя энергии, так что объемный поток или ток, поступающий с первого преобразователя энергии, попадает в оба - второй и третий - преобразователи энергии и, наоборот. В порядке альтернативы или дополнения параллельное включение преобразователей энергии может быть осуществлено также таким образом, чтобы энергия, отдаваемая любым одним из преобразователей энергии в виде объемного потока или тока, могла передаваться каждому из остальных преобразователей энергии. В результате может быть достигнуто множество различных коммутационных состояний. В частности, путем регулирования преобразователя энергии, например установкой нулевого положения, в котором не происходит ни поглощения, ни отдачи энергии, поток энергии в виде гидравлического объемного потока или электрического тока, подаваемый на параллельно включенный преобразователь энергии, может также увеличиваться или уменьшаться. Благодаря этому достигается тонкая и все же в общем плане вариабельная установка диапазонов хода в широком диапазоне регулирования.

Сам планетарный механизм в принципе может быть выполнен по-разному, причем планетарный механизм предпочтительно выполнен многоступенчатым. В частности, планетарный механизм может быть выполнен в виде ступенчатой планетарной передачи, содержащей водило по меньшей мере с одной ступенчатой планетарной шестерней, причем первая солнечная шестерня состоит в кинематической связи с первой ступенью по меньшей мере одной ступенчатой планетарной шестерни, вторая солнечная шестерня состоит в кинематической связи со второй ступенью по меньшей мере одной указанной ступенчатой планетарной передачи, а коронная шестерня состоит в кинематической связи по меньшей мере с одной ступенью по меньшей мере одной ступенчатой планетарной передачи. Благодаря этому четыре соединительных элемента могут быть простым способом предоставлены для первичных и вторичных валов, а также для преобразователей энергии.

Однако в порядке альтернативы или дополнения может быть предусмотрен также планетарный механизм с двумя обычно выполненными планетарными ступенями с соответствующими солнечной шестерней, коронной шестерней и водилом, причем каждая планетарная ступень сама по себе содержит три соединительных элемента. В одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения место присоединения первой планетарной ступени может быть соединено с местом присоединения второй планетарной ступени, в то время как другое место присоединения зафиксировано, так чтобы ступенчатая планетарная система, скомпонованная таким образом, предпочтительным образом имела четыре соединительных элемента для подсоединения указанных элементов коробки передач. При этом оба водила предпочтительным образом могут быть соединены между собой, а/или одна из коронных шестерен может быть зафиксирована.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения первичный вал соединен или соединяется с первой солнечной шестерней планетарного механизма непосредственно или опосредованно, а вторичный вал непосредственно или опосредованно соединен или соединяется с водилом или с одним из водил планетарного механизма. Второй преобразователь энергии предпочтительным образом соединен или соединяется со второй солнечной шестерней, в то время как третий преобразователь энергии в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения непосредственно или опосредованно может быть соединен или может соединяться с коронной шестерней планетарного механизма или с незафиксированной второй коронной шестерней.

Ниже изобретение более подробно поясняется на предпочтительном примере выполнения со ссылкой на соответствующие чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематично коробку передач с распределением мощности согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по которому предусмотрены три преобразователя энергии в виде регулируемых гидростатов, а механическая ветвь с помощью реверсивного распределительного узла реверсируется в направлении вращения относительно первичного вала,

фиг. 2 - схематично коробку передач с распределением мощности согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, по которому предусмотрены три преобразователя энергии в виде электрических машин, а механическая ветвь с помощью реверсивного распределительного узла реверсируется в направлении вращения относительно первичного вала,

фиг. 3 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при отключенном первом механическом отводе мощности,

фиг. 4 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при подключенном первом механическом отводе мощности, причем показан первый поддиапазон движения с распределением мощности,

фиг. 5 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при подключенном первом механическом отводе мощности, причем показан второй поддиапазон движения с распределением мощности,

фиг. 6 - схематично передачу мощности коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах при подключенном первом механическом отводе мощности, причем показан третий поддиапазон движения с распределением мощности,

фиг. 7 - схематично планетарный механизм коробки передач с распределением мощности на предыдущих фигурах по альтернативному варианту осуществления, согласно которому планетарный механизм содержит две самих по себе известных планетарных ступени с соответствующими солнечной шестерней, водилом, по меньшей мере одной планетарной и одной коронной шестернями, причем водила обеих планетарных ступеней сведены вместе, и

фиг. 8 - схематично коробку передач с распределением мощности по другому предпочтительному варианту осуществления изобретения, согласно которому предусмотрены четыре преобразователя энергии, а механическая ветвь с помощью реверсивного распределительного узла реверсируется в направлении вращения относительно первичного вала, причем дополнительно предусмотрены вторые приводной двигатель и вторичный вал.

Как показано на фиг. 1, коробка 1 передач с распределением мощности может содержать входной, или первичный, вал 3, который может приводиться во вращение приводным двигателем, например, в виде дизельного двигателя 2, причем между приводным двигателем 2 и коробкой 1 передач с распределением мощности могут быть предусмотрены демпфер, или гаситель крутильных колебаний, или другие промежуточно включенные передаточные элементы.

Между первичным валом 3 и вторичным валом 4 коробки 1 передач с распределением мощности предусмотрены первая механическая ветвь 5 и вторая гидростатическая ветвь 6, по которым в двигательном режиме мощность первичного вала 3 может передаваться вторичному валу 4, причем распределение компонентов мощности по механической и гидростатической ветвям может варьироваться соответствующим управлением коробкой передач, как это еще будет показано.

Первая механическая ветвь 5 привязана к первичному валу 3 с помощью реверсивного распределительного узла 16 для реверсирования направления вращения. Указанный реверсивный распределительный узел 16 содержит переднее колесо 30, сцепленное с первичным валом 3 с помощью переднего сцепления Kv, так чтобы оно вращалось вместе с первичным валом 3 в том же направлении. С другой стороны, реверсивный распределительный узел 16 содержит заднее колесо 31, сцепляемое с помощью заднего сцепления Kr с цилиндрическим колесом 32, находящимся в торцевом зацеплении с первичным валом 3 или с соединенным с ним цилиндрическим колесом, и вращающееся в противоположном направлении относительно первичного вала 3. Указанные передние и задние колеса 30 и 31 находятся в зацеплении с входным колесом 33 первой механической ветви 5, так что входной вал 34 механической ветви 5 вращается вперед или назад в зависимости от того, какое из переднего и заднего сцеплений Kv или Kr находятся в зацеплении. При этом система устроена таким образом, чтобы входное колесо 33 в режимах переднего и заднего хода при одинаковой частоте вращения первичного вала 3 вращалось с одинаковой или почти одинаковой по величине частотой вращения. При этом частота вращения входного колеса 33 и тем самым входного вала 34 планетарного механизма по величине необязательно должна равняться частоте вращения первичного вала 3, а может быть по величине по сравнению с ней в зависимости от исполнения промежуточно включенных зубчатых колес больше или меньше. Если оба сцепления - переднее Kv и заднее Kr - выведены из зацепления, то первая механическая ветвь 5 отцепляется. В этом случае реверсивный распределительный узел 16 одновременно образует тягово-сцепное устройство для отключения и подключения первой механической ветви 5.

Первая механическая ветвь 5 продолжается планетарным механизмом 7, соединяющим указанный входной вал 34 первой ветви 5 со вторичным валом 4 коробки 1 передач с распределением мощности, см. фиг. 1.

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, планетарный механизм 7 выполнен в виде ступенчатой планетарной передачи, содержащей водило 19, несущее по меньшей мере одну ступенчатую планетарную шестерню 20, первая ступень 20а которой состоит в кинематической связи с первой солнечной шестерней 18 первой планетарной ступени 17, в то время как вторая ступень 20b ступенчатой планетарной шестерни 20 состоит в кинематической связи с коронной шестерней 24 второй солнечной шестерни 22 второй планетарной ступени 21.

Таким образом, планетарный механизм 7 имеет четыре места соединения или присоединения. Первый соединительный элемент 8 образован первой солнечной шестерней 18 и с помощью входного вала 34, входного колеса 33 и реверсивной включаемой передачи 16 соединен с первичным валом 3. Второй соединительный элемент 9 предусмотрен на водиле 19, соединенном со вторичным валом 4. Третий соединительный элемент 10 образован второй солнечной шестерней 22 и соединен со вторым преобразователем 13 энергии в виде регулируемого гидростата. Четвертый соединительный элемент 11 образуется коронной шестерней 24, к которой также в виде регулируемого гидростата подсоединен третий преобразователь 14 энергии, причем указанному четвертому соединительному элементу 11 и/или указанному третьему преобразователю 14 энергии придан тормоз K1, посредством которого четвертый соединительный элемент 11 и тем самым коронная шестерня 24 могут блокироваться.

Альтернативно варианту осуществления, изображенному на фиг. 1, планетарный механизм 7 может содержать также две обычно выполненные последовательно включенные планетарные ступени 17 и 21, как это показано на фиг. 7. При этом первый планетарный механизм 17 содержит первую солнечную шестерню 18, первое водило 19, несущее по меньшей мере одну планетарную шестерню, а также первую коронную шестерню 28. Вторая планетарная ступень 21 аналогично содержит вторую солнечную шестерню 22, второе водило 29, которое несет по меньшей мере одну вторую планетарную шестерню 23, а также вторую коронную шестерню 24. Как показано на фиг. 7, первое и второе водила 19 и 29 соединены друг с другом или выполнены в виде сдвоенного водила. Коронная шестерня 28 первой ступени зафиксирована, как показано на фиг. 7.

Как показано на фиг. 7, и здесь первую солнечную шестерню 18 может образовывать первый соединительный элемент 8 для привязки к первичному валу 3. Второй соединительный элемент 9 может образовываться соединенными друг с другом водилами 19 и 29 и присоединять вторичный вал 4. По аналогии с вариантом осуществления на фиг. 1 вторую солнечную шестерню 22 образует третий соединительный элемент 10 для привязки второго преобразователя 13 энергии, в то время как вторая коронная шестерня 24 образует четвертый соединительный элемент 11 для привязки третьего преобразователя 14 энергии.

Наряду с уже упомянутыми двумя преобразователями энергии 13 и 14, привязанными к планетарному механизму 7, вторая гидравлическая ветвь 6 коробки передач содержит еще один преобразователь 12 энергии, именуемый в дальнейшем первым преобразователем 12 энергии и привязываемый в отличие от обоих других преобразователей 13 и 14 энергии не к планетарному механизму 7, а к первичному валу 3, а именно впереди реверсивного распределительного узла 16, т.е. таким образом, чтобы первый преобразователь 12 энергии, который также может быть выполнен в качестве регулируемого гидростата 16, вращался вместе с первичным валом 3, причем в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, привязка осуществляется через цилиндрическое колесо 32, так чтобы гидростат 12 вращался в противоположном направлении относительно первичного вала 3. Первый преобразователь 12 энергии по сравнению с первичным валом 3 по частоте вращения может превосходить его или отставать от него, так чтобы преобразователь 12 энергии мог иметь частоту вращения, предпочтительную для этого преобразователя энергии, отличную от частоты вращения первичного вала 3.

В то время как в варианте осуществления согласно фиг. 1 преобразователи 12, 13 и 14 энергии выполнены в виде регулируемых гидростатов, для второй ветви 6 могут использоваться также другие преобразователи энергии, в частности электрические машины, так что вторая ветвь 6 выполнена электрической. Как показано на фиг. 2, в частности, соответствующим самим по себе образом к планетарному механизму 7 или к первичному валу 3 могут быть привязаны три электрических преобразователя, причем указанные преобразователи 12, 13 и 14 энергии могут быть, соответственно, выполнены в виде трехфазных машин, которые с помощью инверторов 25, 26 и 27 с обратной связью могут быть соединены с общим промежуточным контуром постоянного напряжения, см. фиг. 2. В соответствии с этим с помощью регулировки указанных инверторов электрические машины могут регулироваться в отношении своей частоты вращения, а в двигательном режиме по выбору эксплуатироваться в качестве двигателя или генератора тока. В остальном вариант осуществления на фиг. 2 соответствует варианту осуществления на фиг. 1, так что ссылка производится на пояснение к нему.

С коробкой 1 передач с распределением мощности согласно фигурам в зависимости от необходимых вращающего момента или частоты вращения составляющие механически и гидравлически/электрически передаваемой мощности могут согласовываться таким образом, чтобы могли создаваться либо очень большие вращающие моменты при одновременно малой частоте вращения, либо очень малые вращающие моменты при больших частотах вращения, причем, чтобы, например, колесный погрузчик или погрузчик на гусеничном ходу мог плавно передвигаться со скоростями движения от очень малых до очень больших. В частности, может быть достигнута бесперебойная передача силы тяги даже при переключении между разными диапазонами хода. Благодаря специальному исполнению коробки передач с распределением мощности коэффициент полезного действия может быть значительно увеличен, в частности, на более высоких скоростях движения. Кроме того, частота вращения приводного двигателя 2 может быть снижена, что ведет к дальнейшей экономии горючего.

В частности, с помощью коробки 1 передач с распределением мощности могут быть реализованы следующие ступени, которые ниже поясняются со ссылкой на гидравлический вариант механизма для перемещения, например колесного погрузчика или погрузчика на гусеничном ходу.

При трогании с места обычно требуется большая сила тяги. Последняя в данном случае может быть создана за счет того, что коробка 1 передач с распределением мощности в первом диапазоне хода работает, как показано на фиг. 1, чисто гидравлически. Для этого первая механическая ветвь 5 коробки передач отключается или отцепляется, для чего оба сцепления Kv и Kr реверсивного распределительного узла 16 выключаются. В соответствии с этим работает только вторая гидростатическая ветвь 6, причем здесь, как показано на фиг. 3, первый гидростат 12 работает в качестве насоса и приводится в действие от первичного вала 3. При этом в исходном состоянии, т.е. в покое, сначала с помощью управляющего устройства 15 первый гидростат 12 установлен на нулевой угол поворота, в то время как второй гидростат 13 может быть установлен на максимальный угол поворота, чтобы запускаться как двигатель с максимальным моментом. Если, как в варианте осуществления согласно изображенным фигурам, предусмотрен тормоз, с помощью которого соединительный элемент 11, приданный третьему гидростату 14, может блокироваться, в начальном состоянии указанный тормоз К1 включен. Как уже пояснялось выше, остановка коронной шестерни 24 все же может производиться и с помощью указанного третьего гидростата 14, причем блокировка посредством тормоза К1 является предпочтительной. Благодаря этому третий гидростат 14 может установиться на нуль, так чтобы коробка передач с распределением мощности работала лишь с двумя гидростатами, а именно с первым и вторым гидростатами 12 и 13.

Для трогания с места первый гидростат 12, работающий при этом в качестве насоса, сдвигается с нуля, так чтобы он подавал нарастающий объемный поток, причем предпочтительно, чтобы указанный первый гидростат 12 для увеличения скорости мог доводиться до своего максимального угла поворота. Высокое давление pHD, создаваемое объемным потоком, подается на второй гидростат 13, работающий в качестве двигателя, который после первого запуска или после полного поворота первого гидростата 12 из своего положения максимального поворота может переводиться в положение меньшего поворота, например приблизительно на 30% своего максимального угла поворота. Этот угол поворота тянет за собой нарастающую с нуля частоту вращения второго гидростата 13, которая, соответственно, вызывает увеличение частоты вращения второй солнечной шестерни 22, что при неподвижной коронной шестерне 24 приводит к соответствующему увеличению частоты вращения водила 19 и тем самым к увеличению скорости движения. Угол поворота обоих гидростатов 12 и 13 в конце этого диапазона движения выбран таким образом, чтобы затем частота вращения входного вала 34 первой механической ветви 5 подстроилась под частоту вращения первичного вала 3 таким образом, чтобы на сцепление KV не приходилось никакой или же приходилась лишь незначительная разность частот вращения. Если это состояние движения, так называемая точка синхронизации, достигнуто, с чисто гидравлического вождения можно переключаться на вождение с распределением мощности.

Для этого, с одной стороны, третий гидростат 14 предпочтительным образом поворачивается полностью, т.е. устанавливается на максимально возможный вращающий момент, чтобы после отпуска тормоза К1 удерживать действующий там вращающий момент или коронную шестерню 24. Незадолго до этого или вскоре после этого, или одновременно подключается первая механическая ветвь 5, для чего включается переднее сцепление KV реверсивного распределительного узла 16. Таким образом, частота вращения первой солнечной шестерни 18 в дальнейшем становится прямо пропорциональной частоте вращения первичного вала 3 или, например, частоте вращения дизельного двигателя 2.

В первом поддиапазоне этого второго диапазона хода с распределением мощности затем, как показано на фиг. 4, второй гидростат 13 работает в двигательном режиме в качестве насоса, в то время как первый гидростат 12, наоборот, эксплуатируется в качестве двигателя, см. фиг. 4. Однако в усовершенствованном варианте осуществления изобретения упомянутый первый гидростат 12 с помощью управляющего устройства предпочтительным образом может уменьшать свой угол поворота, в частности, доводить его до нуля. В результате возрастающая с нуля часть гидравлического объемного потока, подаваемая со второго гидростата 13, поступает на третий гидростат 14 с тем, чтобы он, работая в двигательном режиме в качестве двигателя, увеличивал свою частоту вращения с нуля. Это приводит к увеличению частоты вращения коронной шестерни 24 с нуля, которая в планетарной передаче суммируется с частотой вращения механической ветви 5 у первой солнечной шестерни 18 и ведет тем самым к дальнейшему увеличению частоты вращения водила 19, а тем самым к дальнейшему увеличению скорости вращения вторичного вала 4 и в результате к дальнейшему увеличению скорости движения. Когда первый гидростат 12 повернут на нуль, используются только второй и третий гидростаты 13 и 14, естественно, в дополнение к первой механической ветви 5. В этой точке начинается второй поддиапазон второго диапазона хода с распределением мощности.

Затем в этом втором поддиапазоне второго диапазона хода, показанном на фиг. 5, оба указанных гидростата - второй 13 и третий 14 - для соответствующего варьирования скорости движения или передаваемого вращающего момента могут регулироваться в отношении своего угла поворота. Кроме того, второй гидростат 13 в качестве насоса и третий гидростат 14 в качестве двигателя работают при этом в двигательном режиме. Первый гидростат 12 на этой передаче только подхватывается и вращается с другими, поскольку он стоит на нулевом поворотном угле, вхолостую, т.е. без момента или почти без момента. Чтобы двигаться с большей скоростью, в частности, второй гидростат 13 должен снова повернуться дальше, в частности до положения максимального рабочего объема двигателя. Одновременно или со смещением по времени третий гидростат 14 может уменьшить свой рабочий объем, в частности, до нулевого положения. Благодаря этому частота вращения гидростата 14 продолжает повышаться, что ведет к дальнейшему увеличению частоты вращения коронной шестерни 24, а тем самым к дальнейшему повышению скорости движения и одновременно в результате обратного действия к уменьшению частоты вращения второй солнечной шестерни 22 и тем самым второго гидростата 13. При достижении третьим гидростатом 14 нулевого положения частота вращения второго гидростата 13 равняется нулю. В этой точке начинается третий поддиапазон второго диапазона хода с распределением мощности.

При теперешних обстоятельствах для еще большего повышения скорости движения в этом третьем диапазоне второй передачи с распределением мощности, как это показано на фиг. 6, первый гидростат 12 может теперь повернуться с нуля в отрицательном направлении. В результате гидравлический объемный поток первого гидростата 12, теперь снова работающего в двигательном режиме, поворачивается, так что второй гидростат 13 теперь также начинает вращаться в противоположном направлении и в двигательном режиме снова переходит с работы в качестве насоса на работу в качестве двигателя. Отрицательная частота вращения второй солнечной шестерни 22 приводит к дальнейшему увеличению частоты вращения водила 19 и тем самым к дальнейшему повышению скорости движения. Первый гидростат на этой ступени передачи только подхватывается и вращается вместе с другими, поскольку угол поворота стоит на нуле, вхолостую, т.е. без момента или почти без момента. Если же первый гидростат 12, чтобы еще прибавить в скорости движения, повернулся в отрицательном направлении максимально, то второй гидростат 13, работающий в двигательном режиме в качестве двигателя, снова поворачивается обратно, пока не будет достигнута максимальная скорость движения. И здесь регулировка первого 12 и второго гидростата 13 может также производиться синхронно или с накладкой во времени.

Чтобы с помощью коробки 1 передач с распределением мощности двигаться также задним ходом, сначала в чисто гидростатическом режиме самим по себе известным образом первый гидростат 12, работающий при трогании с места в качестве насоса, может перманентно переводиться с нуля или через нуль в отрицательном направлении, так чтобы здесь, как в чисто гидростатических коробках передач обеспечивалось плавное, непрерывное и все же быстрое реверсирование. Чтобы иметь также несколько из вышеприведенных диапазонов хода для движения задним ходом, в частности, использовать также движение с распределением мощности для движения задним ходом в диапазоне с распределением мощности с помощью реверсивного распределительного узла 16, входной вал 34 первой механической ветви 5 приводится во вращение в противоположном направлении, для чего, как только частота вращения входного вала 34 первой механической ветви 5 будет подстроена под частоту вращения первичного вала 3 настолько, чтобы на сцепление Kr не приходилось никакой или же приходилась лишь незначительная разность частот вращения, заднее сцепление Kr включается. В соответствии с этим входной вал 34 вращается, правда, по величине, опять-таки, в соответствии с частотой вращения на входе первичного вала 3, но с отрицательным знаком. В этом случае различные (ходовые) ступени с распределением мощности получаются аналогично вышеописанным.

Как показано на фиг. 8, коробка 1 передач с распределением мощности может иметь также более трех преобразователей энергии. При этом в варианте осуществления, изображенном на фиг. 8, с первичным валом 3 соединяется четвертый преобразователь 35 энергии. Указанный четвертый преобразователь 35 энергии может быть выполнен гидростатическим или электрическим независимо от выполнения остальных преобразователей 12, 13 и 14 энергии, причем в варианте осуществления, изображенном на фиг. 8, предусмотрена электрическая машина, например, в виде трехфазной машины.

Через дополнительный четвертый преобразователь 35 в смысле повышающей функции при появлении пиков потребления мощности или, например, при трогании с места, к первичному валу 3 может прикладываться дополнительный вращающий момент. При этом преобразователь 35 энергии может снабжаться энергией с разных сторон, причем согласно фиг. 8 в одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения предусмотрен электрический энергоаккумулятор 36, из которого может подпитываться четвертый преобразователь 35 энергии. Предпочтительным образом в режиме принудительного холостого хода четвертый преобразователь 35 энергии может работать в качестве генератора и подпитывать током упомянутый энергоаккумулятор 36. Если четвертый преобразователь 35 энергии выполнен в качестве гидростата, энергоаккумулятор 36 может быть гидравлическим пневмоаккумулятором.

Кроме того, на фиг. 8 показано, что коробка 1 передач с распределением мощности может приводиться в действие более чем одним приводным двигателем. При этом в дополнение к приводному двигателю 2 из предыдущих вариантов осуществления предусмотрен второй приводной двигатель 2а, подключенный, как показано на фиг. 8, к цилиндрической шестерне 32. Упомянутый приводной двигатель 2а может быть также дизельным двигателем, однако он может быть выполнен и иначе.

Кроме того, на фиг. 8 показано, что коробка 1 передач с распределением мощности может иметь также более одного вторичного вала. Предпочтительным образом на водило 19 планетарной передачи может воздействовать по меньшей мере одно дополнительное ведомое колесо 4а.

В остальном исполнение варианта осуществления на фиг. 8 по существу соответствует варианту осуществления согласно фиг. 1, так что в этом отношении дается ссылка на предыдущее описание, а также на описание функций и рабочих режимов на основе фиг. 3-6.

1. Коробка передач с распределением мощности с по меньшей мере одним первичным валом (3) и по меньшей мере с одним вторичным валом (4), между которыми предусмотрены первая механическая ветвь (5) и вторая гидравлическая или электрическая ветвь (6), по меньшей мере частично соединяемые между собой планетарным механизмом (7), причем планетарный механизм (7) содержит несколько соединительных элементов (8, 9, 10, 11), а вторая ветвь (6) содержит по меньшей мере три гидравлически или электрически соединяемых между собой вращательных преобразователя (12, 13, 14) энергии, причем первичный вал (3) выполнен с возможностью соединения с первым преобразователем (12) энергии и первым соединительным элементом (8) планетарного механизма (7), вторичный вал (4) выполнен с возможностью соединения со вторым соединительным элементом (9) планетарного механизма (7), второй преобразователь (13) энергии выполнен с возможностью соединения с третьим соединительным элементом (10) планетарного механизма (7) или вторичным валом (4), а третий преобразователь (14) энергии выполнен с возможностью соединения с третьим (10) или с четвертым соединительным элементом (11) планетарного механизма (7) или со вторичным валом (4).

2. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем планетарный механизм (7) содержит по меньшей мере четыре соединительных элемента (8, 9, 10, 11), а второй преобразователь (13) энергии соединяется с третьим соединительным элементом (10) планетарного механизма (7) и третий преобразователь (14) энергии соединяется с четвертым соединительным элементом (11) планетарного механизма (7).

3. Коробка передач с распределением мощности по п. 1 или 2, причем по меньшей мере один, в частности, третий (14) из трех преобразователей энергии, соединяется с соединительным элементом планетарного механизма (7), которому придан тормоз (К1) для торможения или фиксации указанного соединительного элемента.

4. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем предусмотрено управляющее устройство (15) для управления режимом работы преобразователей энергии и/или коммутационным состоянием коробки передач, выполненное таким образом, чтобы в двигательном режиме в зависимости от частоты вращения и/или желательного вращающего момента вторичного вала по меньшей мере один из других преобразователей (12, 13, 14) энергии эксплуатировался, соответственно, в качестве гидравлического/электрического генератора и/или чтобы в режиме принудительного холостого хода в зависимости от желательной частоты вращения и/или желательного вращающего момента вторичного вала по меньшей мере один из других преобразователей (12, 13, 14) энергии эксплуатировался, соответственно, в качестве двигателя.

5. Коробка передач с распределением мощности по п. 4, причем управляющее устройство (15) выполнено таким образом, чтобы в двигательном режиме первый преобразователь (12) энергии и по меньшей мере второй (13) и третий преобразователь (14) энергии в зависимости от желательной скорости вращения вторичного вала попеременно эксплуатировались в качестве гидравлического/электрического генератора.

6. Коробка передач с распределением мощности по п. 5, причем управляющее устройство (15) выполнено таким образом, чтобы в двигательном режиме из второго и третьего преобразователей (13, 14) энергии в качестве гидравлического/электрического генератора эксплуатируется максимум один.

7. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем первая ветвь (5) может отцепляться от первичного вала (3) с помощью по меньшей мере одного сцепления (Kr, Kv), а во втором диапазоне хода вторичный вал (4) приводится во вращение исключительно от второй ветви (6), причем в указанном первом диапазоне хода в двигательном режиме первый преобразователь (12) энергии может эксплуатироваться в качестве гидравлического/электрического генератора, а по меньшей мере один второй и один третий преобразователь (13, 14) эксплуатируется в качестве двигателя.

8. Коробка передач с распределением мощности по п. 4, причем во втором диапазоне хода, в котором вторичный вал (4) приводится во вращение как от первой ветви (5), так и от второй ветви (6), первый (12) и второй преобразователь (13) энергии по выбору, соответственно, эксплуатируются в качестве как двигателя, так и гидравлического/электрического генератора, предпочтительно, таким образом, чтобы при эксплуатации первого преобразователя (12) энергии в качестве двигателя второй преобразователь (13) энергии эксплуатировался в качестве гидравлического/электрического генератора, а при эксплуатации первого преобразователя (12) энергии в качестве гидравлического/электрического генератора второй преобразователь (13) энергии эксплуатировался в качестве двигателя.

9. Коробка передач с распределением мощности по п. 8, причем управляющее устройство (15) выполнено таким образом, чтобы в первом поддиапазоне указанного второго диапазона хода в двигательном режиме второй преобразователь (13) энергии эксплуатировался в качестве электрического/гидравлического генератора, третий преобразователь (14) энергии эксплуатировался в качестве двигателя, а первый преобразователь (12) энергии эксплуатировался в качестве двигателя и/или включался без вращающего момента, и/или чтобы во втором поддиапазоне указанного второго диапазона хода в двигательном режиме второй преобразователь (13) энергии эксплуатировался в качестве гидравлического/электрического генератора, третий преобразователь (14) энергии эксплуатировался в качестве двигателя, а первый преобразователь (12) энергии включался без момента вращения, и/или чтобы в третьем поддиапазоне указанного второго диапазона хода в двигательном режиме первый преобразователь (12) энергии эксплуатировался в качестве гидравлического/электрического генератора, второй преобразователь (13) энергии эксплуатировался в качестве двигателя, а третий преобразователь (14) энергии включался без момента вращения.

10. Коробка передач с распределением мощности по п. 7, причем между первичным валом (3) и планетарным механизмом (7) предусмотрен реверсивный распределительный узел (16) для реверсирования направления вращения первого соединительного элемента (8) планетарного механизма (7) относительно первичного вала (3), причем предпочтительно, чтобы реверсивный распределительный узел (16) содержал по меньшей мере одно сцепление (Kr, Kv) для отцепления первой механической ветви (5) от первичного вала (3).

11. Коробка передач с распределением мощности по п. 10, причем первый преобразователь (12) энергии соединяется с первичным валом (3) таким образом, чтобы преобразователь (12) энергии с первичным валом (3) независимо от положения реверсивного распределительного узла (16) приводился во вращение с постоянным направлением вращения.

12. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем планетарный механизм (7) выполнен в качестве ступенчатой планетарной передачи и содержит водило (19) по меньшей мере с одной ступенчатой планетарной шестерней (20) и первую солнечную шестерню (18), состоящую в кинематической связи с первой ступенью (20а) по меньшей мере одной ступенчатой планетарной шестерни (20), и вторую солнечную шестерню (22), состоящую в кинематической связи со второй ступенью (20b) по меньшей мере одной ступенчатой планетарной шестерни (20), и коронную шестерню (24), состоящую в кинематической связи по меньшей мере с одной ступенью по меньшей мере одной ступенчатой планетарной шестерни (20).

13. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем планетарный механизм (7) выполнен многоступенчатым, причем предпочтительно, чтобы первая ступень (17) планетарной передачи содержала первую солнечную шестерню (18), первое водило (19) по меньшей мере с одной первой планетарной шестерней (37) и первую коронную шестерню (28), а вторая ступень (21) планетарной передачи содержала вторую солнечную шестерню (22), второе водило (29) по меньшей мере с одной второй планетарной шестерней (23) и вторую коронную шестерню (24), причем предпочтительно, чтобы соединительный элемент первой ступени (17) планетарной передачи был соединен с соединительным элементом второй ступени (21) планетарной передачи, а элемент планетарной передачи был зафиксирован, так чтобы планетарный механизм имел четыре подсоединения.

14. Коробка передач с распределением мощности по п. 12 или 13, причем первичный вал (3) соединяется с первой солнечной шестерней (18) планетарного механизма (7).

15. Коробка передач с распределением мощности по п. 14, причем второй преобразователь (13) энергии соединяется со второй солнечной шестерней (22) и/или третий преобразователь (14) соединяется с ним или со второй коронной шестерней (24) планетарного механизма (7).

16. Коробка передач с распределением мощности по п. 15, причем вторичный вал (4) соединяется с водилом (19) или с первым, или со вторым (19; 29) водилом планетарного механизма (7).

17. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем по меньшей мере два из трех преобразователей (12, 13, 14) энергии гидравлически или электрически включены или включаются параллельно друг другу.

18. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем по меньшей мере два из трех преобразователей (12, 13, 14) энергии выполнены в качестве регулируемых гидростатов.

19. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем по меньшей мере два из трех преобразователей (12, 13, 14) энергии выполнены в виде трехфазных машин и соединяются с общим промежуточным контуром постоянного напряжения через инверторы (25, 26, 27) с обратной связью.

20. Коробка передач с распределением мощности по п. 1, причем предусмотрен четвертый преобразователь (35) энергии, соединяющийся, предпочтительно, по меньшей мере с одним первичным валом (3).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гусеничным самоходным рабочим машинам с гидростатической или электромеханической трансмиссией, в частности к тракторам и бульдозерам на их базе.

Изобретение относится к гидропередаче с разветвлением потока мощности с гидромеханическим или электромеханическим разветвлением мощности для использования в транспортных средствах и рабочих машинах.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для использования в транспортных машинах. Трансмиссия гусеничной машины содержит два трехзвенных дифференциальных механизма, две бортовые реверсивные регулируемые передачи и две бортовые коробки диапазонов.

Изобретение относится к импульсным вариаторам транспортного средства. .

Изобретение относится к трансмиссиям с бесступенчато изменяемым передаточным отношением. .

Изобретение относится к трансмиссионному модулю (10) для трактора, который может выборочно конфигурироваться между механизмом бесступенчатой трансмиссии и механизмом трансмиссии с мульти-передаточным числом.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, точнее к силовым передачам, предназначенным для трансмиссий транспортных средств. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач транспортного средства, в частности, в автомобильной и дорожно-строительной технике.

Изобретение относится к системе управления коробкой передач. .

Изобретение относится к планетарным коробкам передач и их использованию в бесступенчатых трансмиссиях с гидравлическими системами. .
Наверх